PV锚固与支架系统的制造

锚固与支架系统在小型光伏电站中的作用

对于小型光伏电站——私人住宅、小型商业设施、5–100 kW的本地电站——锚固与支架系统的重要性丝毫不亚于组件和逆变器。

支架选型与制造是否正确，决定了：

• 系统对风荷载和雪荷载的抗性；
• 结构在无变形、无腐蚀条件下的使用寿命；
• 人员与建筑物的安全性；
• 对安装方而言的施工便利性与安装速度；
• 电站后期维护和扩容的可能性。

在塔什干及乌兹别克斯坦各地区，气候带来较高的风荷载和温度荷载，因此对solar/PV金属结构在刚度、焊接质量和防腐保护方面的要求更高。

小型PV电站类型及其对支架的特点

小型电站最常用三大类解决方案：

1. 地面光伏电站

• 单排或双排桁架，采用螺旋桩或打入桩；
• 低位支架，适用于小面积场地（私人住宅、小型农场）；
• 框架结构，用于车棚和雨棚。

对支架的特点：

• 需适应不同密实度的土壤；
• 桁架几何尺寸必须精确，避免组件“晃动”或扭曲；
• 迎风面积大——锚固质量和立柱刚度至关重要。

2. 立面光伏电站

• 垂直安装子系统，用于墙面垂直安装组件；
• 支架与导轨，用于倾斜立面安装；
• 与现有外立面材料一体化（铝塑板、陶瓷板、抹灰等）。

对支架的特点：

• 立面墙体承载力有限；
• 需尽量减少热损失和冷桥；
• 支架外观需整洁，立面上避免出现多余金属构件。

3. 小型专项解决方案

• 用于视频监控、通信、照明的独立电站；
• 集装箱、亭子、售货亭上的小型电站；
• 与现有金属结构（雨棚、廊架等）一体化的混合方案。

此类项目的支架多为非标件，按个性化技术任务书（ТЗ）和图纸定制。

基本结构方案：地面与立面系统

地面结构

小型地面PV系统通常采用：

• 棚架/桁架框架——纵梁、横梁、立柱、斜撑；
• 立柱与支撑——配螺旋桩、打入桩或混凝土基础块；
• 安装导轨——用于组件安装，带有夹具和螺栓的槽口；
• 锚固节点——立柱与基础或桩的连接节点。

结构需根据以下因素选型：

• 组件数量与类型；
• 倾角与朝向；
• 土壤特性；
• 对支撑高度与间距的要求。

立面结构

小型立面系统通常采用：

• 不同伸出长度的支架（可调式与固定式）；
• 竖向与横向导轨，用于安装导轨或组件；
• 点式锚栓与预埋件，用于承重墙体；
• 调节系统，用于平面度与倾角调节。

支架必须将荷载均匀传递到建筑承重构件上，同时不破坏现有饰面。

材料选择：黑材、镀锌、不锈钢与组合方案

材料是影响寿命与成本的关键因素之一。

带防护涂层的黑材

用于：

• 立柱、桁架、承重框架；
• 对刚度和成本敏感的承重构件。

优点：

• 强度高；
• 型材规格丰富、易获取；
• 在防护得当时是性价比最优方案。

缺点：

• 需高质量防腐处理（热浸镀锌、粉末喷涂或两者结合）。

镀锌钢

多用于：

• 安装导轨；
• 中等荷载支架；
• 小型连接件和连接板。

优点：

• 在锌层厚度合适时，耐腐蚀性能良好；
• 外观整洁。

不锈钢

点状使用：

• 暴露在潮湿或腐蚀性环境中的关键节点；
• 对外观和耐久性要求高的紧固件（立面、可见部位）；
• 高腐蚀区域（近水体、工业排放区）。

缺点——材料与加工成本更高。

组合方案

在小型PV电站中，常见组合为：

• 承重框架——黑材+镀锌或粉末喷涂；
• 导轨与小型紧固件——镀锌钢或不锈钢；
• 立面可见构件——不锈钢或精细喷涂金属。

组合选择始终依据ТЗ：荷载、寿命、预算与外观要求。

制造工艺链：从ТЗ到成套支架

对安装方或业主而言，关键问题是：如何从电站构想变成可在现场快速安装的成套支架。

典型流程如下：

1. 收集基础数据与ТЗ；
2. 工程计算与3D建模；
3. 编制生产文件；
4. 零件制造（激光切割、折弯、机械加工）；
5. 焊接与组件装配（桁架、支架、立柱）；
6. 终处理与防腐保护；
7. 配套、标识与包装。

所有关键的结构与材料决策都在按ТЗ进行计算阶段完成。基础数据越准确，现场返工越少。

机械加工：激光切割、折弯、钻孔、铣削

支架系统的质量在很大程度上取决于零件几何精度。

激光切割

用于：

• 安装板、角码、连接件；
• 复杂形状的立面支架；
• 带调节孔的穿孔构件。

优势：

• 尺寸精度高、重复性好；
• 切口整洁，后处理少；
• 可快速根据新ТЗ调整几何形状。

金属折弯

用于：

• P型、Z型型材；
• 加强型支架与悬臂构件；
• 为提高刚度的箱型构件。

折弯可将板材成形为高刚度构件，减少金属用量，有利于成本与自重控制。

钻孔、铣削、攻丝

用于：

• 螺栓与锚栓孔；
• 调节与装配用的长孔、槽孔；
• 预埋件的安装位。

这些工序的精度直接影响安装速度：加工精度高，组件即可“对尺”安装，无需现场打磨改孔。

光伏支架焊接与节点装配

焊接是制造以下构件的关键环节：

• 地面系统桁架与框架；
• 支撑立柱与柱件；
• 复杂立面支架与框架。

需确保：

• 焊缝截面满足设计荷载；
• 无烧穿、未焊透等缺陷；
• 焊后变形最小（尤其是长梁与桁架）。

焊后需进行：

• 可见区域焊缝打磨；
• 几何尺寸检查（角度、对角线、平面度）；
• 防腐前的表面预处理，为镀锌或喷涂做准备。

小型项目中常采用预制大模块装配：在工厂预制好桁架、带法兰的立柱、立面框架等整体模块，现场只需拼装。这可缩短安装时间并降低现场出错风险。

防腐保护与终处理

在阳光强烈、温差大且多尘的塔什干地区，金属防护是必需的。

主要方案：

热浸镀锌

• 在构件全表面形成耐久锌层；
• 适用于室外承重结构（桁架、立柱、导轨）；
• 在基本免维护条件下提供长寿命。

粉末喷涂

• 用于可见构件（立面支架、框架）；
• 可根据立面或建筑风格定制颜色；
• 可单独使用，也可与镀锌组合使用。

组合方案

• 镀锌+粉末喷涂，兼顾高耐久与优良外观；
• 镀锌型材+对切割与焊接部位进行局部补漆。

防护方案及涂层厚度同样需在ТЗ中明确，并会影响成本与工期。

影响锚固与支架系统成本的因素

光伏组件支架成套价格由多类因素构成。下表为概括说明。

因此，没有详细ТЗ甚至难以给出合理的参考价。实际操作中通常先按ТЗ进行计算，再给出一到两个在材料与工艺上不同、价格与工期各异的方案。

塔什干小型PV项目的制造周期

工期取决于规模与复杂度，但总体逻辑如下：

1. 工程计算与ТЗ细化——根据基础数据完整度，从1个到数个工作日；
2. 图纸与下料图编制——通常与方案确认并行；
3. 零件生产（激光切割、折弯、机械加工）——小批量数日，大批量可达数周；
4. 焊接、装配、防腐处理——再增加数日，需考虑送镀锌/喷涂的物流时间；
5. 配套、标识与发运——1–2天。

工期还受以下因素影响：

• 生产负荷与排产顺序；
• 所需型材与辅材的库存情况；
• 所选防护类型（镀锌与复杂喷涂方案更耗时）。

准确工期会在按您ТЗ完成计算并确认结构方案后给出。

订购支架时的常见错误及规避方法

1. 对项目基础数据不完整

未考虑场地真实尺寸、建筑高度、立面结构、土壤类型等，导致现场返工、额外费用与工期延误。

规避方法： 事先准备测量数据、现场照片、平面/示意图，并说明基础类型（混凝土、砖、加气块、土壤等）。

2. 未明确组件倾角与朝向的ТЗ

倾角与朝向直接影响桁架与支架几何。缺少这些数据无法正确计算荷载与金属用量。

规避方法： 在ТЗ中明确所需倾角或调节范围、朝向以及高度限制。

3. 仅按最低价格选材

型材过轻或防护不当，会在数年内出现变形、腐蚀并带来额外支出。

规避方法： 不仅讨论价格，还要讨论寿命、使用环境与维护可能性，比较2–3种材料方案。

4. 忽视风荷载与雪荷载

对地面系统和高立面尤为关键。低估荷载存在结构破坏风险。

规避方法： 在ТЗ中说明地区、场地开阔程度、周边高层建筑/障碍物情况，并要求按荷载规范进行计算。

5. 过晚让制造方参与项目

当支架被动“适配”已安装构件时，只能在几何与材料上做妥协。

规避方法： 在电站设计阶段就引入制造方，而不是在采购组件和逆变器之后。

6. 未预留调节余量

无高度与平面度余量的刚性方案，会在真实现场大大增加安装难度。

规避方法： 预留调节槽孔、长孔，并保证现场可微调。

7. 支架数量与规格不精确

现场缺少某些零件，只能临时采购或改造。

规避方法： 向制造方索要完整的材料清单（含螺栓、螺母、垫圈、预埋件等）。

小型光伏支架制造FAQ

1. 屋顶、立面和地面能否使用同一类型支架？

通常不能。不同基础（屋顶、立面、土壤、混凝土）需要各自的锚固方案与构件。可在导轨和部分连接件上做统一，但承重与锚固节点必须区分设计。

2. 为按ТЗ进行支架计算，需要提供哪些资料？

最少需提供：

• 建筑类型（住宅、办公、仓库、立面等）；
• 建筑照片和/或图纸；
• 计划电站容量与组件数量；
• 组件类型与尺寸；
• 期望安装类型（地面、立面、雨棚等）；
• 对倾角与朝向的要求；
• 基础信息（土壤、混凝土、砖等）；
• 对材料与防护的偏好。

3. 现有金属结构能否改造用于光伏组件安装？

多数情况下可以：可利用现有雨棚、廊架、框架等，在其上增加安装导轨与支架。但需对承载能力与金属状况进行核查，有时还需对结构进行加固。

4. 对小型电站而言，焊接质量有多重要？

即便是小型项目，焊接质量也非常关键。劣质焊缝会产生裂纹、变形，并在风荷载下存在坍塌风险。因此必须按批准图纸进行焊接，并控制几何尺寸。

5. 是否可以只订购支架制造而不含安装？

可以。可按您的ТЗ和图纸仅制造支架成套并发货。在这种情况下，会特别重视标识与配套，使现场安装队能快速理解系统构成。

6. 如何在设计中考虑未来电站扩容？

在计算阶段可预先考虑：

• 导轨长度预留；
• 预留增加组件排数的可能性；
• 对部分承重构件进行加强；
• 支架在不同组件类型间的通用性。

这会略微增加当前预算，但可降低未来扩容成本。

7. 若没有现成图纸，只有项目构想怎么办？

可先从对象与需求描述入手：容量、安装类型、场地限制等。基于此可进行初步计算，提出标准或适配方案，之后再开发施工图。

8. 支架制造时几何精度有多重要？

高精度意味着更少的现场打磨与调整、更快的安装速度以及更低的组件损坏风险。因此会采用激光切割、精密折弯，并在各工序进行尺寸控制。

提交支架计算申请

如需为塔什干及周边地区的地面或立面光伏电站进行锚固与支架系统计算，只需准备基础数据并发送ТЗ。

为便于快速计算，请说明：

• 建筑类型与地址（城市/区域）；
• 安装形式：地面、立面、雨棚、专项方案；
• 计划电站容量与组件数量；
• 光伏组件类型与尺寸（如已确定）；
• 期望组件倾角与朝向；
• 基础信息（土壤、混凝土、砖、金属等）；
• 材料偏好（黑材、镀锌、不锈钢或组合）；
• 防护要求（镀锌、粉末喷涂等）；
• 是否需要安装服务，或仅需支架成套制造；
• 期望完工时间。

基于这些数据，可进行工程计算，提出在结构、材料与工艺上的最优方案，并给出制造周期与成套价格。